Подробное описание двигателя на водородных топливных элементах FCPM-C75
Двигатель на водородных топливных элементах FCPM-C75 — это ключевой среднемощный силовой агрегат на водородных топливных элементах, разработанный компанией Qingling Motors и входящий в основную линейку водородных силовых установок Qingling. Он ориентирован на рынок легких и средних грузовых автомобилей для логистики, а также на городской автотранспорт. Опираясь на передовые технологии водородных топливных элементов и обладая такими ключевыми преимуществами, как компактная конструкция, небольшой вес, экологическая чистота с нулевым уровнем выбросов и стабильная мощность, он предоставляет интеллектуальные водородные решения для таких сфер, как городская короткоходная логистика и коммунальные службы по уборке городских территорий. Этот двигатель является ключевой силовой установкой в стратегии Qingling по развитию сектора новых энергетических коммерческих транспортных средств; по сравнению с предыдущим поколением он прошел всестороннюю оптимизацию в плане эксплуатационных характеристик и конструкции, одновременно учитывая требования к высокой эффективности работы и экологической безопасности.
1. Основные базовые параметры
Двигатель на водородных топливных элементах FCPM-C75 использует водород в качестве основного топлива и применяет технологию топливных элементов с мембраной, работающей по принципу обмена протонами, в сочетании с высокоэффективным топливным блоком, точной системой управления водородом и передовой системой терморегулирования. Основные параметры прошли строгую настройку, обеспечивая баланс между мощностью и эффективностью использования водородной энергии, а также подходя для коротких маршрутов легких и средних коммерческих транспортных средств. Конкретные параметры приведены в таблице ниже, а подробное описание см. далее:
Проект
6WG1-TCG62 (Евро 6b / Евро 6)
6WG1-TCG50 (Класс V / Евро V)
6WG1-TCG40 (Класс IV / Евро IV)
Общие положения по внешней торговле
Бренд / Модель
Цинлин Иссузу 6WG1-TCG62
Цинлин Иссузу 6WG1-TCG50
Цинлин Иссузу 6WG1-TCG40
Рядный шестицилиндровый двигатель, OHC, жидкостное охлаждение, с турбонаддувом и промежуточным охладителем. Цинлин Исузу (Чунцин) двигателестроительная компания, ООО
Диаметр цилиндра × Ход поршня
φ147×154мм
φ147×154мм
φ147×154мм
Рабочий объём 15,681 л (класс 15,7 л) , максимальный рабочий объём для сверхтяжёлых автомобилей Цинлин Исузу (Чунцин) двигателестроительная компания, ООО
Степень сжатия
16,5:1
16,5:1
16,5:1
Эффективное сгорание, высокая мощность при тяжёлых нагрузках Цинлин Исузу (Чунцин) двигателестроительная компания, ООО
Номинальная мощность
382 кВт (520 лошадиных сил) при 1800 об/мин
338 кВт (460 лошадиных сил) при 1800 об/мин
309 кВт (420 лошадиных сил) при 1800 об/мин
420–520 лошадиных сил, тяжёлый режим / универсальный для горнодобывающей промышленности Цинлин Исузу (Чунцин) двигателестроительная компания, ООО
Максимальный крутящий момент
2250 Н·м при 900–1300 об/мин
2250 Н·м при 900–1300 об/мин
2060 Н·м при 900–1300 об/мин
Пиковый крутящий момент при 900 об/мин , без усилий при разгоне / подъёме на склон Цинлин Исузу (Чунцин) двигателестроительная компания, ООО
Топливная система
Электрическая система с высоким давлением и общей топливной магистралью 1800 бар
Электрическая система с высоким давлением и общей топливной магистралью 1800 бар
Электрическая система с высоким давлением и общей топливной магистралью 1800 бар
Многократная струйная подача, повышение эффективности сгорания на 20%. Цинлин Исузу (Чунцин) двигателестроительная компания, ООО
Впускной / Распределительный механизм
Турбина VGT + интеркулер + 24 клапана
Турбина VGT + интеркулер + 24 клапана
Турбина VGT + интеркулер + 24 клапана
Быстрая реакция на низких оборотах, достаточная мощность на высоких оборотах, высокая эффективность при всех режимах работы. isuzu.de
Стандарты выбросов
Евро-6b / Евро-6 (DOC+DPF+SCR+ASC)
Евро-5 / Евро-5 (DOC+DPF+SCR)
Евро-4 / Евро-4 (DOC)
Евро-4 не требует использования мочевины, Евро-6 полностью соответствует нормам. Цинлин Исузу (Чунцин) двигателестроительная компания, ООО
Минимальный расход топлива
≤218 г/кВт·ч
≤222 г/кВт·ч
≤225 г/кВт·ч
Расход топлива на 100 километров 30–35 л , на 12%+ экономичнее, чем аналоги. Цинлин Исузу (Чунцин) двигателестроительная компания, ООО
Холостой ход / Максимальная частота вращения
475±10 об/мин / 2300±25 об/мин
475±10 об/мин / 2300±25 об/мин
475±10 об/мин / 2300±25 об/мин
Стабильные обороты холостого хода, подходит для тяжёлых нагрузок / горнодобывающих условий. Цинлин Исузу (Чунцин) двигателестроительная компания, ООО
Габаритные размеры
1618×1114×1333 мм
1618×1114×1333 мм
1618×1114×1333 мм
Подходит для кабины GIGA 6×4/8×4, универсальный для левого и правого руля. Цинлин Исузу (Чунцин) двигателестроительная компания, ООО
Сухой вес
Около 1308 кг
Около 1300 кг
Около 1290 кг
Высокая прочность при низком весе, повышение грузоподъёмности всего транспортного средства. Цинлин Исузу (Чунцин) двигателестроительная компания, ООО
Подходящие модели автомобилей
Гигантский грузовик GIGA 6×4/8×4, грузоподъёмность 60 тонн
Спецтехника, карьерная техника, старые экспортные рынки
Все сценарии: тяжёлые грузовые, горнодобывающие, строительные и междугородные. Цинлин Исузу (Чунцин) двигателестроительная компания, ООО
Модель двигателя Основная модель — стандартная версия FCPM-C75, от которой были разработаны несколько специализированных версий, адаптированных для легких и средних грузовых автомобилей и городской техники. Все они производятся на заводе Qingling и представляют собой модели с водородными топливными элементами, разработанные Qingling специально для легких и средних коммерческих транспортных средств на новой энергетике. На выставке Smart Expo 2023 они были представлены в качестве ключевого узла, продемонстрировав технологический потенциал Qingling в области водородной энергетики.
Тип батареи Используется топливный элемент с протонобменной мембраной (PEMFC), оснащённый высокоэффективным топливным элементом; ключевые компоненты проходят строгий отбор и настройку, что обеспечивает высокую эффективность преобразования энергии, отсутствие механического износа в процессе эксплуатации и выдающуюся стабильность. По сравнению с традиционными двигателями на ископаемом топливе, такой двигатель не требует сложной механической трансмиссии, работает более плавно и издаёт меньше шума.
Спецификации по мощности Номинальная мощность составляет 75 кВт (около 102 лошадиных сил), а пиковая мощность может достигать 80 кВт (около 109 лошадиных сил). Выходная мощность стабильна и точно соответствует потребностям в мощности легких и средних грузовых автомобилей, а также городской техники. Она способна обеспечивать необходимую мощность как для повседневных коротких перевозок, так и для временных потребностей в мощности при тяжёлых нагрузках на короткие расстояния и в сложных дорожных условиях, что идеально подходит для городских сценариев коротких маршрутов.
Подходящий для водорода Подходит для 99,999% промышленного водорода высокой чистоты и полностью соответствует стандартам водорода на обычных водородных заправочных станциях в Китае: заправка удобна, время заправки коротко, что позволяет преодолеть главный недостаток электромобилей — длительное время восполнения энергии — и значительно повышает эффективность эксплуатации легких и средних коммерческих транспортных средств, отвечая потребностям городских перевозок на короткие расстояния с высокой частотой.
Уровень выбросов : Достичь подлинно нулевого уровня выбросов — в процессе эксплуатации выделяется только чистая вода, без каких‑либо вредных газов, таких как угарный газ или оксиды азота, что полностью соответствует национальной политике в области новых энергетических технологий и охраны окружающей среды. Данное решение идеально подходит для таких сфер, как городская зелёная логистика и коммунальные службы, где требования к экологической безопасности особенно высоки, и способствует низкоуглеродному развитию городов.
2. Динамические характеристики
Как модель водородного топливного элемента средней мощности, двигатель FCPM-C75 особенно выделяется своими ключевыми преимуществами: экологичностью с нулевым уровнем выбросов, компактной и легкой конструкцией, стабильной мощностью и эффективным использованием водородной энергии. Он идеально подходит для краткосрочных эксплуатационных условий легких и средних грузовых автомобилей, а также городского транспорта. В сочетании с электрической приводной системой и аккумуляторными батареями он обеспечивает баланс между динамическими характеристиками, эксплуатационной эффективностью и экологической чистотой; конкретные характеристики следующие:
Показатели выходной мощности Номинальная мощность — 75 кВт, пиковая мощность — 80 кВт; мощность передаётся平稳 и непрерывно, без рывков, характерных для традиционных бензиновых двигателей. Старт происходит плавно, разгон — равномерным, что позволяет легко справляться с потребностями в перевозке легких и средних коммерческих транспортных средств как на холостом ходу, так и при полной загрузке на короткие расстояния. Данная модель подходит для сложных условий коротких маршрутов, таких как городские дороги и внутрипарковые пути, и одновременно удовлетворяет требованиям к постоянной мощности для эксплуатации муниципального транспорта.
Экономическая эффективность водородной энергетики Эффективность преобразования энергии составляет не менее 55%, что значительно превышает показатели традиционных двигателей на ископаемом топливе (эффективность преобразования энергии около 30–40%); высокая степень использования водородной энергии позволяет эффективно снизить эксплуатационные расходы. В сочетании с точной системой управления водородом можно точно регулировать подачу водорода, избегая его потерь, при этом устройство совместимо с обычными станциями заправки водородом, обеспечивая удобную заправку и значительно сокращая время пополнения энергии, тем самым повышая операционную эффективность.
Приводная адаптация : Подходит для специализированных электрических ведущих мостов легких и средних коммерческих транспортных средств, совмещённых с системой накопления энергии на литиевых аккумуляторах, что обеспечивает высокоэффективную передачу мощности, исключает необходимость в сложной конструкции коробки передач, делает эксплуатацию более удобной, одновременно снижая механический износ и сокращая затраты на обслуживание; электронная система управления автоматически регулирует выходную мощность в зависимости от рабочих условий, адаптируясь к различным требованиям по нагрузке и обеспечивая баланс между мощностью и энергоэффективностью.
Рабочие характеристики Используется модульная интегрированная конструкция, обеспечивающая компактную структуру и лёгкий вес, а также удобство монтажа — не требуется значительной корректировки схемы кузова, что позволяет легко адаптировать устройство к различным легким и средним грузовым автомобилям, а также к городской технике. В процессе эксплуатации отсутствуют механический шум и вибрации, обеспечивается превосходный уровень комфорта при вождении; при этом устройство мгновенно реагирует на запуск, обладает высокой устойчивостью к низким температурам и способно удовлетворять эксплуатационные потребности в различных климатических условиях городов.
3. Конструктивные особенности и ключевые преимущества
Двигатель на водородных топливных элементах FCPM-C75 в процессе научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок сосредоточен на потребностях легких и средних коммерческих транспортных средств в коротких маршрутах. С учетом накопленного опыта адаптации к новым энергетическим коммерческим транспортным средствам компании Qingling, он направлен на оптимизацию ключевых проблем, связанных с водородными топливными элементами. Его основные преимущества соответствуют ключевым потребностям пользователей новых энергетических коммерческих транспортных средств: «экологичность, высокая эффективность, удобство в эксплуатации и низкая стоимость», а именно:
Экологически чистый, с нулевым уровнем выбросов, соответствует политическому курсу. Во время эксплуатации выделяется только чистая вода, без каких‑либо вредных газов, что обеспечивает подлинную экологичность и низкий уровень углеродного следа, полностью соответствует государственной политике в области индустрии новых энергетических транспортных средств, подходит для таких сфер, как городская зелёная логистика и коммунальные службы, где предъявляются высокие требования к охране окружающей среды, а также позволяет пользоваться соответствующей поддержкой в рамках политики, связанной с новыми источниками энергии, снижая эксплуатационные расходы пользователей.
Компактная и лёгкая конструкция, высокая адаптивность. Более компактный и лёгкий по сравнению с предыдущим поколением продукта, он использует модульную интегрированную конструкцию, отличается небольшими габаритами и малым весом, а также соответствует стандартам установочных интерфейсов, что позволяет легко адаптировать его к различным легким и средним грузовым автомобилям (например, легким грузовикам, средним грузовым фургонам), а также к городскому транспорту (например, уборочным машинам, аварийно-спасательным автомобилям), не требуя значительных изменений в конструкции кузова и обладая широкой адаптируемостью.
Работает стабильно, низкие затраты на обслуживание. Топливные элементы с протонобменной мембраной обладают простой конструкцией, отсутствием механического износа и чрезвычайно низкой вероятностью поломок; их ежедневное техническое обслуживание простое, не требует частой замены масла, фильтров и других компонентов, как в традиционных двигателях на жидком топливе, что значительно снижает затраты на обслуживание и время простоя, а также соответствует потребностям легких и средних коммерческих транспортных средств, эксплуатируемых на высокочастотных коротких маршрутах.
Отличная эффективность водорода, высокая операционная эффективность. Высокая эффективность преобразования энергии и выдающаяся степень использования водородной энергии, а также удобство заправки водородом и короткое время заправки позволяют преодолеть недостаток длительного времени зарядки у полностью электрических транспортных средств, значительно повышают операционную эффективность и подходят для таких сценариев, как городские краткосрочные высокочастотные перевозки и муниципальные работы, помогая пользователям реализовать эффективную эксплуатацию.
4. Применение технологий и соответствующие сценарии внедрения
Двигатель на водородных топливных элементах FCPM-C75 является ключевым продуктом компании Qingling в сфере коммерческих транспортных средств, работающих на водороде. Опираясь на передовые технологии топливных элементов с протоннообменной мембраной и используя накопленный опыт производства коммерческих автомобилей Qingling, он был специально оптимизирован с учётом потребностей отечественного рынка легких и средних коммерческих транспортных средств и представлен в нескольких адаптированных версиях. Двигатель широко применяется в различных моделях легких и средних новомодных коммерческих транспортных средств Qingling, предоставляя эффективные и экологически чистые решения для энергоснабжения городской зелёной логистики и муниципальных услуг.
В качестве основного водородного привода для легких и средних коммерческих транспортных средств его сферы применения сосредоточены на городских коротких маршрутах. С учетом характеристик водородных топливных элементов и реальных моделей автомобилей, в которых они устанавливаются, ключевые области применения включают:
В сфере городской логистики: легкие и средние логистические фургоны, автомобили для экспресс-доставки, грузовики для перевозки овощей и фруктов и т.д. Основное назначение — короткие внутригородские доставки, транспорт внутри промышленных парков, а также междугородная краткосрочная логистика. Рабочий пробег в день соответствует потребностям на короткие расстояния до 150–200 км; автомобиль обладает мощной тягой и экологичностью, удобен в заправке водородом, что значительно повышает эффективность операций в сфере коротких логистических перевозок.
Сфера использования муниципального транспорта: муниципальные машины для уборки и обслуживания городской инфраструктуры (например, машины для мойки и подметания улиц, поливочные машины, мусоровозы), аварийно-спасательные машины, патрульные автомобили для охраны промышленных зон и т.д. Они подходят для выполнения задач в условиях городского муниципального обслуживания, характеризуются небольшим суточным пробегом и умеренной интенсивностью работы; их преимущества — нулевой уровень выбросов и низкий уровень шума — полностью соответствуют экологическим требованиям к городским муниципальным операциям и позволяют свободно эксплуатироваться в ключевых районах города.
Специализированные сферы применения: транспортные машины внутри промышленных парков, короткие транспортные машины в портах и т.п.; стабильные маршруты и удобная заправка водородом делают их идеальными для региональных коротких перевозок. Высокая эффективность и стабильность водородных топливных элементов способны удовлетворить потребности в частых коротких перевозках, а экологически чистые нулевые выбросы полностью соответствуют требованиям по охране окружающей среды в промышленных парках.
5. Подведение итогов
Двигатель на водородных топливных элементах FCPM-C75 — это модель средней мощности с водородным приводом, в основе которой лежат такие ключевые принципы, как «экологичность и нулевой уровень выбросов, компактность и легкость, высокая эффективность и надежность». Это один из главных проектов компании Qingling в сфере новых энергетических коммерческих транспортных средств, который в сравнении с предыдущим поколением продукции достиг всесторонней оптимизации как в конструкции, так и в эксплуатационных характеристиках. Благодаря технологии топливных элементов на основе мембраны с протонным обменом двигатель обеспечивает нулевой уровень выбросов и высокую эффективность выработки энергии; его компактная и легкая конструкция, а также широкая адаптируемость идеально соответствуют потребностям коротких маршрутов при эксплуатации легких и средних грузовых автомобилей, а также городского автотранспорта [1]. Его ключевые преимущества точно устраняют основные проблемы пользователей новых энергетических коммерческих транспортных средств, связанные с необходимостью «соответствовать экологическим стандартам, обеспечивать эффективную эксплуатацию и минимизировать заботы по обслуживанию». Данная модель не только соответствует государственной политике в области развития индустрии новых энергий, но и позволяет пользователям снизить эксплуатационные расходы и повысить эффективность работы. Благодаря отлаженным технологиям, широкой адаптируемости и выдающимся экологическим преимуществам двигатель на водородных топливных элементах стал основным силовым агрегатом для легких и средних новых энергетических коммерческих транспортных средств компании Qingling, способствуя развитию экологически чистой городской логистики и повышению качества муниципальных услуг, а также продвигая повсеместное внедрение водородной энергетики в секторе коммерческого транспорта.
Ключевые слова:
Двигатель на водородных топливных элементах FCPM-C75
